Изучение влияния основных технико-экономических и эксплуатационных факторов на экономическую эффективность рабочей машины

Структурный анализ с целью : 1) определить и качественно охарактеризовать структуру (с остав и долю ) эксплуатационных расходов ; 2) оценить относительную рол ь эксплутационных рас ходов и других технико-экономических факторов , т.е . выявить степень влияния их на э кономический эффект данной машины ; 3) уяснить основные принципы (пути , приёмы , методы, способы , по дходы и т.д .) рационального (оптимального ) с экономической точки зрения проектирован ия машин . Вариант № 24 Дано : Стоимость машины С = 4000 руб., М ощность электропривода N = 20 кВт, Отдача машины (стоимость выпущенной за год продукции ) ОТ = 50000 руб ./год , Количество рабочих дней в неделю д = 6 , Продолжительность смены ч = 6 час , Количество рабочих смен см = 3, Коэффициент загрузки машины кз = 0,95 , Стоимость электроэнергии сэ = 0,02 р уб. Коэффициент загрузки электропривода кп =0,9 Известно , что : в году 365 дней , 52 не дели и в среднем 5 Праздничных дней , в сутках 24 часа . Допустим, что : годовая заработная плата оператора ЗП = = 1 900 руб., расходы Об на обслуживание машины включены в оплату труда Тр , доля накладных расходов Нк от затрат Тр на оплату труда- в = 1, доля затрат на материалы и инструмент (Мт +Ин ) в стоимости От продукции а = 0,4 , расходы на ремонт за весь пери од эксплуатации равны стоимости машины , Рм = С . Решение : 1) Количество рабочих дней в году рд = д *52-5= 6*52-5=307 дней. 2) Количество рабочих часов машины за год рч =рд *с м *ч *кз = = 307*3*6*0,95=5250 часов 3) Общее ко личество часов в году оч =24*365=8760 часов. 4) Коэффициент использования машины n =рч /оч =5249,7/ 8760= = 0,6 5) Период службы машины Н = D / n = 1 / 0,6= 1,7 года , считая , что машина ра б отает до исчерпания механического ресурса и фактическое время ее работы h равно долговечности D = 1 год ( далее численное значение долговечности варьир уем до 10 лет ). 6) Годовой расход на электроэнергию Эн = рч * N *сэ *кп = = 5250*20*0,020*0,9=1890 руб ./год 7) Затраты на оплату труда Тр =зп *см =1900*3=5700 руб ./год. 8) Суммарный экономический эффект за период эксплуатации , когда машина работает до исчерпания механического ресурса и h = D Q = D *[ От *(1-а )-Эн -(1+в )*Тр ]- Рм-С = D [50000*(1-0,4)-1 890- - (1+1)*5700] -4000-4000= 16 710 D – 8 000 (*) При D =1 год Q = 8 710 руб. D =10 лет Q = 159 100 руб. Построим график зависимос ти относительного экономического эффекта Q / Q от долговечности D (см . рисунок ) ; кривая – 1 зависимости Q / Q = f ( D ) аппрокси мируется формулой Q / Q = 1,8 D , следовательно при увеличе нии долговечности в 10 раз ( с 1 года до 10 лет ) относительный экономический эффект возрастает в 18 раз ! 9) Средняя за период службы Н рентабельност ь q = От / Р = = D *От / [ D *(Эн +0,4*От +2*Тр )+2*С ]= D *От / ( D *Р +2*С ) = = 50 000* D / [ D *(1 890+0,4*50 000+2*5 700)+2*4 000] = = 50 000* D /( D *33 290 +8 000) = 50 / (33,3 + 8 / D ) При D = 1 год q = 50 / (33,3 + 8/1) = 1,21 D = 10 лет q = 50 / (33,3 + 8/10) = 1,47 10) Коэффициент эксплуатационных расходов k = Р / С = = ( D * P +2* C ) / C =( D *33 290+2*4 000)/4 000 = 8, 32* D +2 - кривая 2 . При D = 1год k = 10,32 D = 10 лет k = 85,20 11) Коэффициент стоимость маш ины с = (1 / k)*100 % = = [1/(8,32* D +2)]*100 % - кривая 3 При D = 1 год с =9,69 % D = 10 лет с =1,17 % 12) Оце ним влияние изменения стоимости С машины на экономический эффект Q с учетом изменения её долговечности D Уменьшим стоимость в 1,5 раза С =С /1,5 =4000/1,5= = 2667 руб. , тогда : - при D = 1 год и Q = 16 710* D -2*С = 16 710*1-2*2 667 = = 11 376 относительное приращение экономич еского эффекта составит Q = [( Q - Q ) / Q ]*100 % =[(11 376 – 8 710)/8 710]*100%= = 30,6 % - при D = 10 лет и Q = 16 710*10-2*2 667 = 161 766 Q = [( Q - Q ) / Q ]*100 % =[(161 766 – 159 100)/159 100]* *100 % = 1,67 % Зависимость Q = f (D) для полутора кратного уме ньшения ст оимости машины отображена на рисунке кривой 4. Увеличим стоимость в 1,5 раза С = С *1,5=4 000*1,5= = 6 000 руб ., тогда : - при D = 1 год и Q =16 710*1-2*6 000 = 4 710 Q = [( Q - Q ) / Q ]*100 % =[(4 710 – 8 710)/8 710]* * 100 % = - 45,9 % - - при D = 10 лет и Q = 16 710*10-2*6 000 = 155 100 руб. Q = [( Q - Q ) / Q ]*100 % =[(155 100 – 159 100)/ /159 100]* 100 % = - 2,5 % Зависимость | Q| = f (D) для полутора крат ного увеличения стоимости машины представлена на рисунке кривой 5 . Следовательно : а ) стоимость С машины ощутимо влияет на ее экономический эффект только при малой долговеч ности ; б ) повышение же стоимости С машины , направленное на увеличение е е долговечности D , вполне целесообразно , так как выигрыш от увеличения долговечнос ти D нам ного превосходит снижение экономи ческого эффекта машины, из-за её удорожания . Например , увеличение исходной долговечно сти в пять раз ( с 2 до 10 лет ), сопровождаемое повышением стоимости машины даже вдвое , увеличивает её экономический эффект в девять раз ( см . формулу * ). 13) Оценим вли яние снижения энергопотребления Эн на экономический эффект Q машины с учетом ее долговеч ности D Допустим повышение КПД электропривода на 20% , которое “даст” снижение расходов на электро энергию до Эн =0,8*Эн = 0,8*1 890=1 512 руб ., тогда : - при D = 1 год и Q = D*[От *(1-0,4) – Эн - 2*Тр ] – 2*С = = 1*[50 000*(1-0,4)-1 512 – 2*5 700] – 2*4 000 = 9 088 руб., относ ительное приращение эконом ического эффекта составит Q = [( Q - Q ) / Q ]*100 % =[(9 088 – 8 710)/8 710]* 100%= = 4,3 % - при D = 10 лет и Q = 10*[50 000*(1-0,4) – 1 512 – 2*5 700]- - 2* 4 000 = 162 880 Q = [( Q - Q ) / Q ]*100 % =[(162 880 – 159 100)/159 100]* * 100 % = 2,4 % Таким образом снижение энергопотр ебления машины в рассматриваемом случае влияе т на её экономический эффект крайне незначительно , см . кривую 6, в частности из-за невысокой сто имости одного киловатт-часа электр оэнергии . 14) Оценим влиян ие снижения расходов Тр на труд , например на 30% ( до значения Тр =0,7*Тр =0,7*5 700 = 3 990 за счет частичной авто матизации производственного процесса , позволяющей применять менее квалифициро ванных оператор ов ) на экономический эффект Q машины . - при D = 1 год и Q = D *[От *(1-0,4) – Эн - 2*Тр ] – 2*С = = 1*[50 000*(1-0,4)-1 890-2*3 990] – 2*4 000 = 12 130 руб., относительный экономичес кий эффект машины составит Q / Q =12 120 / 8 710 = 1,4 . - при D = 10 лет и Q =10*(50 000*0,6-1 890 – 2*3 990) – - 2*4 000 = 193 300 руб ., Q / Q =193 300 / 8 710 = 22,2 . Следовательно экономический эффект машины в рассматриваемых условиях возрастает от 1,4 до 22,2 и тем существеннее , чем выше её долговечность , см . кривые 1 и 7. 15) Оцен им влияние увеличения отдачи От машины (например в 1,5 и 2 раза , до значений От = 1,5* От = 1,5*50 000 = 75 000 и От =2*От =2*50 000 =100 000 руб ./год , за счет повышения её производительности , применения специализированной оснастки, прогрессивной техно логии и т.п .) на её экономический эффект Q - при D = 1 год и Q = D *(0,6*От – Эн - 2*Тр ] – 2*С = = 1*(0,6*75 000 – 1 890 – 2*5 700) – 2*4 000 = 23 710 руб., и Q =1*(0,6*100 000 – 1 890 – 2*5 700) – 2*4 000=38 710 р уб. относительный экономический эффект составит : Q / Q = 23 710/ 8 710=2,7 и Q / Q = 38 710/ 8 710=4,4 - при D = 10 лет и Q =10*(0,6*75 000 – 1890 – 2*5 700)- - 2*4 000 = 309 100 руб . и Q = 10*(0,6*100 000 – 1 890 – - 2*5 700) – 2*4 000 = 459 100 руб. Q / Q = 309 100/ 8 710 =35,5 и Q / Q = 52,7 Следовательно экономический эффект машины возрастает с увеличением ее отдачи От и тем значи тельнее , чем ниже ее долговечность D см . кривые 8 и 9 . 16) Оценим вли яние долговечности машины на объём отдаваемой ею продукции и численность машинного парка . Суммарный объём продукц ии S ,отдаваемой ма шиной за весь С рок Н ее службы , равен S = От * h , руб., где h= *Н – фактическая продолжительность работы машины , если машина отрабатывает весь технический ресурс , то S = От *D Годовой объём продукц ии S =От * * N , руб . / год , где N =n*H , шт .,- количество одновременно ,находящихся в эксплуатации машин ; n – численность годово го выпуска ( ввода в эксплуатацию ) машин , шт ./год. S = От *n* * Н =От *D*n , руб ./год Следовательно суммарный объём продукции , отдаваемый машиной за весь срок её службы , и годовой объём продукц ии группы одновременно р аботающих машин пропорциональны произведению годовой отдачи От на дол говечность D машины . Например , при одновременном увеличении от дачи и долговечности вдвое , суммарный объём продукции , отдаваемый одной машиной возрастает вчетверо . Если объём годовой пр одукции группы машин задан , то повышение долговечности и от дачи , например , вдвое позволяет во столько же раз сократить число N одновременно находящихся в эксплуатации машин , и вчетверо сократить годовой выпуск n ( ввод в эксплуатацию ) новых машин , ч т о дает существенный выигрыш в затрат ах на их приобретение и обслуживание . 17) Оценим вли яние на экономический эффект Q отдачи и долговечности ма шин при одновременном сокращени и их числа и увеличении их стоимости , для чего ср авним две группы машин Пусть N = 1 000 шт., С =4 000 руб ., От = 50 000 руб ./год, D = 5 лет , Эн = 1 890 руб , Тр = 5 700 руб. N = 500 шт., С =8 000 руб ., От = 100 000 руб ./год, D = 10 лет , Эн = 3 780 руб , Тр = 5 700 руб. h = 1 , а = 0,4 , в = 1 , тогда : Годовой объ ём продукции первой и второй групп машин S = От * N = 50 000*1 000*1= S = От * N * = 100 000* 500*1=50 млн . руб. Суммарный экономический эффект всех машин : - первой группы за весь срок их эксплуатации h =D = 5 лет Q = N * Q = N * D *[От *(1-а )-(Эн +(1+в )*Тр ]- - Рм - С = 1 000* 5*[50 000*(1-0,4)-(1 890+(1+1)*5 700)]- - 4 000 – 4 000 = 75,550 млн . руб. - второй группы за тот же срок ( 5 лет ) эксплуатации , когда Рм = С = (D /D )*C = (5/10)*8 000 = 4 000 руб. Q =N * Q =N * 5*[От *0,6-(Эн + 2*Тр )]-Рм -С = = 500* 5*[100 000*0,6-( 3 780+2*5 700 )]- 4 000 – 4 000 = =108,050 млн . руб . Относительный экономический эффект Q / Q = = 108,050/75,550 = 1,4 Следовательно экономический эффект машины второй группы за 5 ле т эксплуатации в 1,4 раза выше экономического эффекта машин первой группы , несмотря на вд вое большую их стоимость С , сто имость их ремонта Рм и энергопотребления Эн ! Суммарный экономический эффект машин второй группы за полный срок службы h =D =10 лет Q =N * D *[О т 0,6-Эн +2Тр )]-Рм – С =500* 10*[100 000*0,6- - 15 180] – 8 000-8 000 = 216,100 млн . руб. Относительный экономический эффек т Q / Q =216,10/75,55= = 2,8 Следовательно суммарный экон омический эффект машин вто рой группы за полный период их экс плуатации превышает экономический эффект машин первой группы в две целых восемь десятых раза , что ( на Q - Q =216,10-75,55 = 140,55 млн . руб .) больше всего экономического эффекта машин первой г руппы за весь период их эксплуатации ! Приведённый анализ схематичен , неполо н т.к . : допущены упрощения и предположения ; не у чтена динамика изменения эксплуатационных факторов , например , вероятного снижения стоимости электроэ нергии и материалов с течени ем времени , производительности машин по мере износа . Тем не менее он дает отче тливое представление о влиянии эксплуатационных расходов на экономическую эффективность рабо чих машин и позволяет сделать первый общий вывод : у величение полезной отдачи и д олговечности машин – наиболее эффективный и выгодный способ увеличения объема промышлен- ной продукции и повышения экономической эффективности. Для других машин при другой ст руктуре эксплуатационных расходов влияни е различных фа кторов на экономическую эффективность будет иным . Например , невелика доля стоимости С дорожных , строит ельных , сельскохозяйственных машин , не автоматизир ованных металлорежущих станков и т.п . в су мме эксплуатационных расходов , а следовательно , несущественно ее влияние на их экономическую эфф ективность , т.к . расходы на тр уд Тр относител ьно велики и не поддаются существенному с окращению потому , что такие машины не мог ут функционировать без постоянно прикрепленного оператора. Напрот ив , расходы на труд Тр относительно невелики и состоят только из стоимости периодическог о ухода и наблюдения за работой энергетических машин ( электродвигателей , электроге нераторов насосов , компрессоров , вентиляторов ) , а также машин автоматов и полуавт оматов потому , чт о они могут долгое время функционировать без участия оператора . В связи с этим стоимость С таких машин имеет доминирующее значение , в частности вследствие умеренных расходов на электроэнергию Эн из-за высокого КПД энергетических ма шин . Напротив , фактор энер гопотребления ( расходы на электроэнергию Эн ) перевешивает и стоимость С машин ы , и нередко расходы на труд Тр у тепловых машин ( криогенные и паро-газо генераторные установки и т.п .) В настоящее время высокий технический уровень машин , определяемый их конкурентос пособностью и с овершенством , непременно предполагает , гар антирует практически безремонтную эксплуатацию ( Рм = 0) . Безремонтная эксплуата ция предполагает устранить : - капитальный ремонт - восстановительный ремонт заменой его комплектационн ым ремонтом , осуще ствляемым заменой износившихся деталей , узлов , агрегатов ; - вы нужденные ремонт ы , вызванные поломкой и износом деталей ; - планово-предупредительны е ремонты , проводимые систематич ески . - безремонтная эксплуа тация достижима : - увеличением срока службы изнашиваю щихся деталей ; - построением машин по агрегатному пр инципу , допускающему независимую смену * изнашивающихся пар и узлов ; - созданием практическ и * не изнашивающихся фрикционных поверхностей пар трения , служащих базой при установке сменных деталей . Итак , второй общий вывод : создавать конс трукции машин обеспечивающие увеличение экономической эффективности , сокращение эксплуатационных расходо в и уменьшение стоимости продукции НЕВОЗМОЖНО без правильной оценки роли ( значения ) того ил и иного фактора ( параметра ) и умения поступиться тем или иным фактором , когда снижение его доли в общих расходах вступает в противоре чие с требуемым повышением полезной отдачи , долговечности и надежности !